Titel: | Ueber die Darstellung reinen Eisens; von A. Matthiessen und S. Prus-Szczepanowski. |
Fundstelle: | Band 194, Jahrgang 1869, Nr. XXXV., S. 124 |
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XXXV.
Ueber die Darstellung reinen Eisens; von
A. Matthiessen und
S.
Prus-Szczepanowski.
Vorgetragen in der Versammlung der British Association zu Exeter. – Aus
Chemical News,
vol. XX p. 501; August 1869.
Matthiessen, über Darstellung reinen Eisens.
Nach zahlreichen Versuchen erwies sich die im Nachstehenden beschriebene Methode zur
Darstellung von fast absolut reinem Eisen als die geeignetste.Dieses Eisen enthielt nur ganz geringe Spuren von Schwefel, dessen Menge nach
einer von Prof. Abel ausgeführten Analyse in 100
Th. nur 0,00025 Th. betrug. Prus-Szczepanowski fand in einer anderen Probe 0,0007 Proc.
Schwefel. Beide Analytiker vermochten trotz der sorgfältigsten Prüfung weder
Phosphor, noch Silicium nachzuweisen. Zu jeder Analyse waren beiläufig 30
Grm. Eisen genommen worden. In einen rothglühenden Platintiegel wird nach und nach ein Gemenge von etwa
gleichen Theilen entwässertem, getrocknetem, chemisch reinem schwefelsaurem
Eisenoxydul und ebenfalls chemisch reinem und entwässertem schwefelsaurem Natron
eingetragen. Die Masse wird im Flusse erhalten, bis die Entwickelung von
Schwefligsäuregas aufhört; dann läßt man den Tiegel erkalten und zieht die Schmelze
mit Wasser aus. War die Hitze gehörig regulirt worden, so bleibt alles Eisen in Form
von höchst zertheiltem krystallinischem Oxyd zurück. Dieses Oxyd wird durch
Decantiren auf das Sorgfältigste ausgewaschen, so daß jede Spur von schwefligsaurem
Natron entfernt wird; nach dem Trocknen wird es mittelst Wasserstoff in einem
Platintiegel reducirt; der auf diese Weise erhaltene Eisenschwamm wird zu festen
Regulis zusammengepreßt und in Kalktiegeln mittelst des
Hydrooxygengas-Löthrohres eingeschmolzen.
Wir wollen zunächst die Vorsichtsmaßregeln erwähnen, welche beobachtet werden mußten,
um die Rohmaterialien in vollkommen reinem Zustande zu erhalten. Das im Handel
vorkommende reine schwefelsaure Eisenoxydul wurde durch Einleiten von gewaschenem
Schwefelwasserstoff in die erwärmte mit Essigsäure versetzte Lösung von jeder Spur
von Kupfer befreit. Nach dem Filtriren wurde das schwefelsaure Eisenoxydul zweimal
umkrystallisirt und hierauf zunächst im Wasserbade, dann im Luftbade getrocknet. Das
käufliche krystallisirte schwefelsaure Natron wurde zur Befreiung von jeder Spur
Chlornatrium mehrfach umkrystallisirt und dann im Wasserbade bis zum Schmelzen der
Krystalle erhitzt. Aus dieser Lösung scheidet sich bekanntlich wasserfreies
schwefelsaures Natron aus; dasselbe wurde von Zeit zu Zeit ausgeschöpft, im Luftbade
getrocknet und gepulvert. Die Reinigung des schwefelsauren Natrons von Chlornatrium
erwies sich deßhalb als nothwendig, weil bei Anwendung von chlornatriumhaltigem
Sulfat das erhaltene Eisenoxyd stets Platin enthielt. Der zur Reduction des Eisens,
sowie zur Speisung des Löthrohres verwendete Wasserstoff wurde mittelst
Schwefelsäure und Zink entwickelt, und mittelst Hindurchleiten durch zwei zur Hälfte
mit Bimssteinstücken gefüllte Flaschen gereinigt, von denen die erste ein Gemisch
von salpetersaurem Silberoxyd und concentrirter Salpetersäure, die zweite ein
Gemisch von Aetznatronlauge und essigsaurem Bleioxyd enthielt. Der Sauerstoff wurde
durch Erhitzen eines Gemenges von chlorsaurem Kali mit 15 bis 20 Procent Mangansuperoxyd entwickelt und
in einem Aetznatronlauge enthaltenden Gefäße gewaschen. Sämmtliche Verbindungen
wurden durch Röhren aus Glas, Blei oder reinem Kautschuk hergestellt.
Zur Schmelzung diente ein großer Platintiegel von über 1/2 Liter Inhalt, welcher in
üblicher Weise in einen Thontiegel gestellt wurde. Bei den Dimensionen des Tiegels
konnten demnach in jeder Operation 1 1/2 Kilogr. des Salzgemenges geschmolzen
werden. Nach dem Erkalten wurde der Platintiegel mit destillirtem Wasser ausgekocht
und das von sechs bis acht Schmelzungen gesammelte Product durch Decantiren mit
kochendem destillirtem Wasser ausgewaschen. Das krystallinische Oxyd setzt sich sehr
rasch ab, und läßt sich daher binnen kurzer Zeit vollständig auswaschen. Das
Auswaschen wurde, nachdem das Waschwasser auf Zusatz von salpetersaurem Barryt keine
Spur von Trübung mehr zeigte, jedesmal mehrfach wiederholt. Es verdient der
Erwähnung, daß das obige Verfahren zur Darstellung von reinem Eisenoxyd aus dem
Gemenge der beiden Schwefelsäuresalze das reinste Oxyd liefert, welches wir bis
jetzt erhielten. Zu der Reduction des auf diese Weise erhaltenen Oxydes diente ein
bedeckter, mittelst eines großen Bunsen'schen Brenners
erhitzter Platintiegel, welchem das Wasserstoffgas mittelst eines bis auf seinen
Boden hinabreichenden Platinrohres zugeführt wurde. Das auf die oben angegebene
Weise gereinigte und durch geschmolzenes Chlorcalcium getrocknete Gas war stets in
geringem Ueberschusse vorhanden; es wurde nämlich ein constanter Gasstrom nicht
vermittelst des Entwickelungsgefäßes selbst unterhalten, sondern mit Hülfe zweier
mit einander verbundener Gasometer, wovon jeder ungefähr 600 Liter (20 Kubikfuß) Gas
enthielt. Zum Aufsammeln des Sauerstoffes dienten zwei andere Gasometer von gleichem
Inhalte; einer derselben nahm das Gas aus dem Entwickelungsgefäße, der andere das
durch Waschen mit starker Natronlauge gereinigte Sauerstoffgas aus.
Der mittelst dieses Verfahrens dargestellte Eisenschwamm wurde mittelst eines starken
Prägwerkes und eines Diamantmörsers, dessen Cylinder ungefähr 70 Millimeter hoch
war, zu cylindrisch geformten Metallkönigen zusammengepreßt, welche etwa 15 Millim.
lang waren und circa 20 Grm. wogen. Zum Einschmelzen des
comprimirten Eisens dienten Kalktiegel, zu deren Anfertigung möglichst reiner Kalk
gebrannt, abgelöscht und wieder gebrannt wurde, worauf er ein unfühlbares feines
Pulver bildete, welches dann in die Tiegelform eingepreßt ward.
Beim Schmelzen erwies sich das nachstehende Verfahren als das beste. Der Kalktiegel
wurde etwas schief auf eine Kalkunterlage gestellt Eines von den beiden zu dieser
Operation benutzten Hydrooxygengas-Löthrohren umspülte die Außenseite des
Schmelztiegels, während die Flamme des anderen in das Innere des Tiegels gerichtet
wurde. Als der Tiegel weißglühend geworden war, wurde ein Cylinder comprimirten
Eisens in denselben eingetragen. Derselbe schmilzt sehr bald, aber auf Kosten eines
großen Antheiles von dem Eisen welches sich oxydirt; die Menge dieses Abbrandes
schwankt zwischen 25 und 50 Procent. Um einen gut geschmolzenen festen Eisenregulus
zu erhalten, muß man das Metall in einer Wasserstoff-Atmosphäre erkalten
lassen, welche sich durch Absperren des Sauerstoffes in dem das Innere des Tiegels
erhitzenden Löthrohre leicht herstellen läßt. Der auf diese Weise erhaltene Regulus
wiegt ungefähr 15 Gramme. Bei der Analyse zeigte sich, daß diese Eisenkönige frei
von Schwefel, Phosphor, Silicium und Calcium waren.
Das reine schwefelsaure Eisenoxydul und schwefelsaure Natron hat Hr. J. Williams für unsere Zwecke dargestellt und zwar von jedem
dieser Salze über einen Centner. Hr. W. Underhay hat uns
sein großes Prägwerk zum Comprimiren des Eisenschwammes und der Kalktiegel zur
Verfügung gestellt.